NO339406B1 - Fremgangsmåte for etablering og gjennomføring av slep av en struktur under vann - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for etablering og gjennomføring av slep av en struktur under vann som angitt i innledningen til etterfølgende krav 1.

Det er behov for at stadig større og tyngre prefabrikkerte strukturer installeres på havbunnen i forbindelse med olje- og gassproduksjon til havs. Slike strukturer av ulik utforming blir normalt installert med kran av fartøy med betydelig krankapasitet etter gjennomføring av et undervannsslep.

Fra patentlitteraturen kan vi peke på følgende dokumentasjon av bakgrunnsmateriale : - EP 345.157 Al beskriver en fremgangsmåte for heving og sleping av en struktur under vann ved hjelp av et fartøy med et senterhull vertikalt gjennom fartøyet, hvor lasten henges opp fra en vinsj med en kabel til undersiden av fartøyets skrog for sleping av lasten. Mellom lasten og fartøyets skrog er det anordnet en klokkeformet mottaksenhet, som er innrettet på å motta lasten og beskytte den under sleping. - US 2004/0089215 Al beskriver en fremgangsmåte for transport og installasjon av en struktur ved hjelp av et fartøy med senterhull vertikalt gjennom fartøyet, der strukturen heves opp og inn i fartøyet før transport påbegynnes.

AkerKværner har patentsøkt en slepemetode basert på at vekten av strukturen er hengt av i vannet under en opprettstående fingerbøye som slepes etter fartøyet. Ved installasjon på feltet må bøyen først bringes om bord i fartøyet før strukturen kan senkes til havbunnen med en vinsj, som føres over hekken på fartøyet. Denne metoden er robust med henblikk på slepehastighet, men værfølsom for operasjon på feltet. Metoden omfatter ikke rotasjonskontroll på strukturen under slep.

WO 03/074353 A beskriver en fremgangsmåte for transport og installasjon av objekter til havs, særlig i forbindelse med transport og installasjon av objekter som utgjør en del av infrastrukturen i olje- og gassfelter til havs, blir objektet senket i sjøen på et egnet sted nær land eller i skjermet farvann, og deretter slept til installasjons stedet mens det er opphengt i en slank oppdriftsenhet som virker i stor grad som en hivkomensasjonsenhet. Ved adkomst til installasjonsstedet blir opphengningen av objektet overført fra oppdriftsenheten til en hivkompensert vinsj på et overflatefartøy, fortrinnsvis det samme fartøy som ble benyttet for den forutgående slepeoperasjon.

Videre, fra GB 670,511 er det vist en forbedret anordning for transport og håndtering av last til havs. Løsningen vedrører særlig demping og kontroll av bølgeinduserte oscillerende bevegelser i lasten gjennom kontroll av lastens oppdrift.

En annen slepemetode gjør bruk av en støttebjelke som stikker ut fra siden av fartøyet, der strukturen henges av på støttebjelken og slepes under vann ut på feltet. Installasjon skjer ved at en kran kobles til strukturen, som løftes av støttebjelken og deretter senkes for installering. Metoden er robust med henblikk på værkriterier for slep og installasjon, men vekten av strukturen begrenses av kapasiteten på kranen.

Det er avgjørende for et vellykket slep i normal hastighet at strukturen ikke får anledning til å rotere eller skjene ut, og at fartøyets hivende bevegelser i sjøen ikke overbelaster oppheng eller på noen måte skader strukturene.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å operere slep av strukturer også med høy vekt og ulike hydrodynamiske egenskaper, og som er robuste med henblikk på værkriterier og installasjon.

Foreliggende patentsøknad vedrører en fremgangsmåte for etablering og gjennomføring av slep av en struktur under vann ved hjelp av et fartøy med senterhull vertikalt gjennom fartøyet. Fartøyet bukseres over strukturen som er parkert på sjøbunn. En wire forbundet med en vinsj løper over en kasteblokk til et løfteskrev i senterhullet, hvilken kasteblokk er opphengt i et tårn over senterhullet. Løfteskrevet senkes ned til strukturen og koples opp på strukturens løftepunkter. Vinsjen tar deretter lasten av strukturen via kasteblokken i tårnet og løfter strukturen fra sjøbunnen. En styreline føres frem fra fartøyets fremre del til et kalibrert styrvektlodd og videre til strukturen, hvoretter slep mot feltet starter. Fartøyet forflyttes til et felt med ønsket posisjon for strukturen. Ved ankomst til feltet installeres strukturen ved at vinsjen senker strukturen ned mot sjøbunnen. Når strukturen lander på sjøbunnen slakkes wiren av med vinsjen og løfteskrevet koples fra strukturen. I ulike utførelsesformer av oppfinnelsen kan følgende også benyttes.

En statisk wire forbundet med strukturen kan koples opp til festepunkter på tårnet når strukturen er løftet fra sjøbunnen, og før nedsenkning til havbunnen tar vinsjen lasten av strukturen hvorpå den statiske wiren slakkes av og koples fra tårnet før strukturen senkes mot havbunnen.

Etter at wiren har tatt lasten men før den statiske wiren forbindes forflyttes fartøyet til dypere vann.

Styrelinen koples fra strukturen før senking av strukturen til bunnen.

En fjernstyrt undervanns farkost (ROV) benyttes under en eller flere av operasjonene; etablering av forbindelse, slep, eller installasjon av strukturen på sjøbunn.

Et installasjonsvektlodd kan koples til strukturen, for sammen med en ROV å manipulere og kontrollere retningen av strukturen under installasjon, hvoretter installasjonsvektloddet koples fra strukturen etter installasjon.

Installasjonsvektloddet kan koples til strukturen med fartøyets kran.

Fartøyets hastighet avpasses i forhold til den tillatte sjøtilstand og strukturens og fartøyets hydrodynamiske egenskaper.

Fartøyets fremdriftsretning justeres i forhold til sleperetningen, slik at fartøyet har stevnen eller akterenden mot vind- og bølgeretningen.

Løfteskrevet bringes opp til fartøyet etter fråkopling.

Videre vedrører oppfinnelsen en spesiell fremgangsmåte for etablering og gjennomføring av slep av en struktur under vann ved hjelp av et fartøy med senterhull vertikalt gjennom fartøyet, samt bruk av en fjernstyrt undervanns farkost under installasjon av strukturen på sjøbunn hvor det er anbrakt et tårn over senterhullet, der fartøyet bukseres over strukturen som er parkert på sjøbunnen. Et løfteskrev senkes ned til strukturen og koples opp på løftepunkter. En vinsj med wire tar, via en kasteblokk opphengt i tårnet, lasten av strukturen og løfter denne fra sjøbunnen, hvoretter fartøyet forflyttes til dypere vann. En statisk wire koples opp til festepunkter på tårnet. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at en styreline føres frem fra fartøyets fremre del til et kalibrert styrvektlodd og videre til strukturen, hvoretter slep mot feltet starter. Fartøyets hastighet avpasses i forhold til den tillatte sjøtilstand og strukturens og fartøyets hydrodynamiske egenskaper. Fartøyets fremdriftsretning justeres i forhold til sleperetningen, slik at fartøyet har stevnen eller akterenden mot vind- og bølgeretningen. Ved ankomst til feltet startes installasjonen av strukturen ved at vinsjen tar lasten av strukturen og den statiske wiren slakkes av, koples fra tårnet og senkes i sjøen. Styrelinen med styrevektloddet koples fra strukturen. Et installasjonsvektlodd koples til strukturen med fartøyets kran, for sammen med en ROV å manipulere og kontrollere retningen av strukturen under installasjon. Vinsjen senker strukturen ned mot sjøbunnen, strukturen lander på sjøbunnen og med vinsjen slakkes wiren av, koples fra strukturen og løftes opp til fartøyet. Installasjonsvektloddet koples fra strukturen og installasjonen er komplett.

I de vedlagte figurer er det videre angitt et utførelseseksempel hvor :

Fig. IA viser et snitt av et fartøy 10 sett bakfra, der et skrev 3 er festet til løftepunkter 4 på en struktur 1 som er under slep, sentrert under fartøyet gjennom et senterhull 11. Fig. IB viser et sidesnitt av fartøyet 10, der strukturen 1 er opphengt i skrevet 3 under et tårn 12 ved at en vinsj 13 manipulerer en wire 14 via en kasteblokk 15. En styreline 2 som føres frem fra fartøyets fremre del til et kalibrert styrevektlodd 5 og videre til strukturen 1, bidrar til å lede strukturen 1 forover gjennom vannet, og hindrer strukturen i å skjene ut eller foreta roterende bevegelser.

Under slepet er strukturen 1 festet til tårnet 12 via en statisk rigging 16, og wiren 14 tar i denne fasen ingen last. Det går to sett rigging til strukturen 1, en wire 14 og en statisk wire 16. Først løftes strukturen 1 med wiren 14, og når den statiske wiren 16 er koplet opp på tårnet 12, gis det ut på vinsjen 13 og dermed føres lasten fra vinsjens 13 wire 14 til den statiske wire 16. Strukturen 1 slepes til lokasjon hengende i den statiske riggwire 16. På lokasjon hiver vinsjen 13 inn, og wiren 14 tar på nytt over lasten. Den statiske wire 16 koples da fra tårnet 12, og strukturen 1 kan installeres ved at det gis ut på vinsjen 13. Fig. 2 viser et tilsvarende sidesnitt, der strukturen 1 er under nedsenking til sjøbunnen med et styrevektlodd 17 sammen med bistand fra en ROV 18 for å oppnå korrekt lokalisering. Fig. 3 illustrerer et sidesnitt av detalj for lastoverføring fra vinsjen 13 via wiren 14 over tårnet 12 til kasteblokken 15, og med den statiske riggingen 16 fra tårnet 12. Fremgangsmåten er basert på at strukturen 1 henges av i tårnet 12 over et senterhull (eng.: moonpool) 11 vertikalt gjennom fartøyet 10 der orienteringen av strukturen 1 under slepet til feltet kontrolleres ved hjelp av en aktivt eller passivt fjærende styreline 2 med et kalibrert styrevektlodd 5 tilfestet strukturen 1 fra fartøyets 10 fremre del. Under installasjonen benyttes fjernstyrt undervanns farkost (eng.: Remote Operated Vehicle - ROV), 18.

<*>Fartøyet bukseres over strukturen 1 som er parkert på sjøbunn.

<*>Et løfteskrev 3 senkes ned til strukturen 1 og koples opp på løftepunkter 4.

<*>En vinsj 13 med wire 14 via en kasteblokk 15 opphengt i tårnet 12, tar lasten av strukturen 1 og løfter denne fra sjøbunnen.

<*>Fartøyet 10 forflyttes til dypere vann.

<*>En statisk wire 16 koples opp til festepunkter på tårnet 12.

<*>Vinsjen 13 senker strukturen 1, og vekten føres over på den statiske wire 16.

<*>En styreline 2 føres fra fartøyets 10 fremre del til et styrevektlodd 5 og videre til strukturen 1, hvoretter slep mot feltet starter.<*>Fartøyets 10 hastighet avpasses i forhold tillatt sjøtilstand og strukturens 1 og fartøyets 10 hydrodynamiske egenskaper.<*>Fartøyets 10 retning i forhold til sleperetningen justeres slik at fartøyet 10 med et flertall vridbare trustere sikrer at fartøyet 10 enten har stevnen eller akterenden mot vind- og bølgeretningen.

<*>Ved ankomst til feltet startes installasjonen av strukturen 1.

<*>Vinsjen 13 tar lasten av strukturen 1, og den statiske wiren 16 slakkes av, koples fra tårnet 12 og senkes i sjøen.

<*>Styrelinen 2 med styrevektloddet 5 koples fra strukturen 1.

<*>Et installasjonsvektlodd 17 kan koples på strukturen 1 med fartøyets 10 kran for sammen med en ROV 18 å manipulere og kontrollere retningen av strukturen 1 under installasjon.

<*>Vinsjen 13 senker strukturen 1 med wiren 14 ned mot sjøbunnen.

<*>Strukturen 1 lander på sjøbunnen, og med vinsjen 13 slakkes wiren 14 av, koples fra strukturen 1 og løftes opp til fartøyet 10.<*>Installasjonsvektloddet 17 koples fra strukturen 1 og installasjonen er komplett.

Før et slep iverksettes, blir strukturen parkert på sjøbunnen av verftets / verkstedets kranlekter.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for etablering og gjennomføring av slep av en struktur (1) under vann ved hjelp av et fartøy (10) med senterhull (11) vertikalt gjennom fartøyet, fartøyet (10) bukseres over strukturen (1) som er parkert på sjøbunn, en wire (14) forbundet med en vinsj (13) løper over en kasteblokk (15) til et løfteskrev (3) i senterhullet (11), hvilken kasteblokk (15) er opphengt i et tårn (12) over senterhullet (11), løfteskrevet (3) senkes ned til strukturen (1) og koples opp på strukturens løftepunkter (4), vinsjen (13) tar deretter lasten av strukturen (1) via kasteblokken (15) i tårnet (12) og løfter strukturen (1) fra sjøbunnen, en styreline (2) føres frem fra fartøyets (10) fremre del til et kalibrert styrvektlodd (5) og videre til strukturen (1), hvoretter slep mot feltet starter, fartøyet forflyttes til et felt med ønsket posisjon for strukturen, ved ankomst til feltet installeres strukturen (1) ved at vinsjen (13) senker strukturen (1) ned mot sjøbunnen, når strukturen (1) lander på sjøbunnen slakkes wiren (14) av med vinsjen (13) og løfteskrevet koples fra strukturen (1).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat en statisk wire (16) forbundet med strukturen (1) koples opp til festepunkter på tårnet (12) når strukturen er løftet fra sjøbunnen, og før nedsenkning til havbunnen tar vinsjen (13) lasten av strukturen (1) hvorpå den statiske wiren (16) slakkes av og koples fra tårnet (12) før strukturen senkes mot havbunnen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,karakterisert vedat etter at wiren (14) har tatt lasten men før den statiske wire (16) forbindes forflyttes fartøyet (10) til dypere vann.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3,karakterisert vedat styrelinen (2) koples fra strukturen (1), før senking av strukturen (1) til bunnen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat en fjernstyrt undervanns farkost (ROV) (18) benyttes under en eller flere av operasjonene; etablering av forbindelse, slep, eller installasjon av strukturen (1) på sjøbunn.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat et installasjonsvektlodd (17) kan koples til strukturen (1), for sammen med en ROV (18) å manipulere og kontrollere retningen av strukturen (1) under installasjon, hvoretter installasjonsvektloddet (17) koples fra strukturen (1) etter installasjon.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat installasjonsvektloddet (17) kan koples til strukturen (1) med fartøyets (10) kran,

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat fartøyets (10) hastighet avpasses i forhold til den tillatte sjøtilstand og strukturens (1) og fartøyets (10) hydrodynamiske egenskaper,

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat fartøyets (10) fremdriftsretning justeres i forhold til sleperetningen, slik at fartøyet (10) har stevnen eller akterenden mot vind- og bølgeretningen,

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat løfteskrevet (3) bringes opp til fartøyet etter fråkopling.

11. Fremgangsmåte for etablering og gjennomføring av slep av en struktur (1) under vann ved hjelp av et fartøy (10) med senterhull (11) vertikalt gjennom fartøyet, samt bruk av en fjernstyrt undervanns farkost (18) under installasjon av strukturen (1) på sjøbunn, det er anbrakt et tårn (12) over senterhullet (11), der fartøyet (10) bukseres over strukturen (1), som er parkert på sjøbunn, et løfteskrev (3) senkes ned til strukturen (1) og koples opp på løftepunkter (4), en vinsj (13) med wire (14) tar via en kasteblokk (15) opphengt i tårnet (12) lasten av strukturen (1) og løfter denne fra sjøbunnen, hvoretter fartøyet (10) forflyttes til dypere vann, en statisk wire (16) koples opp til festepunkter på tårnet (12), karakterisert vedat en styreline (2) føres frem fra fartøyets (10) fremre del til et kalibrert styrvektlodd (5) og videre til strukturen (1), hvoretter slep mot feltet starter, fartøyets (10) hastighet avpasses i forhold til den tillatte sjøtilstand og strukturens (1) og fartøyets (10) hydrodynamiske egenskaper, fartøyets (10) frem driftsretning justeres i forhold til sleperetningen, slik at fartøyet (10) har stevnen eller akterenden mot vind- og bølgeretningen, ved ankomst til feltet startes installasjonen av strukturen (1) ved at vinsjen (13) tar lasten av strukturen (1) og den statiske wiren (16) slakkes av, koples fra tårnet (12) og senkes i sjøen, styrelinen (2) med styrevektloddet (5) koples fra strukturen (1), et installasjonsvektlodd (17) kan koples til strukturen (1) med fartøyets (10) kran, for sammen med en ROV (18) å manipulere og kontrollere retningen av strukturen (1) under installasjon, vinsjen (13) senker strukturen (1) ned mot sjøbunnen, strukturen (1) lander på sjøbunnen og med vinsjen (13) slakkes wiren (14) av, koples fra strukturen (1) og løftes opp til fartøyet (10), installasjonsvektloddet (17) koples fra strukturen (1), og installasjonen er komplett.